بررسی عددی تأثیر تغییرات ارتفاع پله عرضی در زاویه‌ی پله‌ی صفر بر عملکرد هیدرودینامیکی شناور پروازی تک بدنه

نوع مقاله : گرایش پیشرانش و انتقال حرارت

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

3 استادیار، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه جامع امام حسین(ع)، تهران، ایران

چکیده

بیشتر تحقیقات انجام‌شده در راستای بررسی تأثیر پله بر هیدرودینامیک شناور پله‌دار، در ارتفاع‌ثابت پله در عرض انجام‌گرفته است. این خلأ محققان را بر آن داشت که به بررسی تأثیر ارتفاع متغیر پله در عرض بر عملکرد هیدرودینامیکی شناور تندرو بپردازند. بدین منظور سه مدل فریزما، شامل یک مدل بدون پله و دو مدل پله‌دار دیگر که ارتفاع پله متغیری در عرض دارند انتخاب‌شده است. مبنای انتخاب تغییر مثلثی و تغییر یکنواخت ارتفاع پله در عرض می‌باشد. مقایسه نتایج شناور بدون پله با سایر شناورهای دارای پله، منجر به حصول اطلاعات سودمندی از ویژگی‌های هیدرودینامیکی ارتفاع متغیر پله در عرض نسبت به ارتفاع‌ثابت شناور شده است. در این تحقیق بین دو مدل با پله عرضی و نیز شناور ساده (بدون پله) از نظر ویژگی‌های هیدرودینامیکی نظیر مقدار زاویه‌تریم، نسبت درگ به لیفت، مقدار سطح خیس و نیروی مقاومت کل مقایسه صورت گرفته و بهینه‌ترین مدل مشخص‌شده است. نتایج بیانگر آن است که پله با ارتفاع‌ثابت باعث کاهش حدود 30% نیروی مقاومت در مدل گردیده و نسبت به پله با ارتفاع متغیر میزان کاهش درگ بیشتری دارد؛ اما در پله با ارتفاع متغیر در عرض میزان تریم شناور مقدار کمتری نسبت به پله با ارتفاع‌ثابت دارد. در طراحی‌ها می‌بایست به هر دو موردتوجه داشت.

تازه های تحقیق

  • تعیین تأثیر تغییرات ارتفاع پله در عرض در طراحی شناورهای تندرو در سرعت‌ها و پارامترهای مختلف بدنه.
  • تعیین بهترین پله بر عملکرد هیدرودینامیکی شناور
  • معرفی روش جدید در طراحی پله در شناورهای تندرو

کلیدواژه‌ها


Smiley face

[1] Dashtimanesh A, Roshan F, Tavakoli S, Kohansal A, Barmala B. Effects of step configuration on hydrodynamic performance of one-and doubled-stepped planing flat plates: A numerical simulation. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part M: Journal of Engineering for the Maritime Environment. 2020;234(1):181-95.##
[2] Fridsma G. A systematic study of the rough-water performance of planing boats. Stevens Inst of Tech Hoboken NJ Davidson Lab; 1969.##
[3] Kazemi H, Salari M. Effects of loading conditions on hydrodynamics of a hard-chine planing vessel using CFD and a dynamic model. International Journal of Maritime Technology. 2017;7:11-8.##
[4] De Marco A, Mancini S, Miranda S, Scognamiglio R, Vitiello L. Experimental and numerical hydrodynamic analysis of a stepped planing hull. Applied Ocean Research. 2017;64:135-54.##
[5] Lotfi P, Ashrafizaadeh M, Esfahan RK. Numerical investigation of a stepped planing hull in calm water. Ocean engineering. 2015;94:103-10.##
[6] Garland WR. Stepped planing hull investigation. United States Naval Academy. 2010.##
[7] Savistky D, Morabito M. Surface wave contours associated with the forebody wake of stepped planing hulls. Marine Technology and SNAME news. 2010 Jan 1;47(01):1-6.##
[8] Svahn D. Performance prediction of hulls with transverse steps. A Report of Masters Thesis, The Royal Institute of Technology, KTH, Centre for Naval Architecture. 2009.##
[9] ITTC Specialist Committee. Recommended proced ures and Guidelines–Practical Guidelines for Ship CFD Applications. InProceedings of the 26th International Towing Tank Conference. Rio de Janeiro 2011 (p. 18).##
[10] Dashtimanesh A, Tavakoli S, Kohansal A, Khosravani R, Ghassemzadeh A. Numerical study on a heeled one-stepped boat moving forward in planing regime. Applied Ocean Research. 2020 Mar 1;96:102057.##
[11]  ح. زراعتگر، ح. قاسمی، ع. ا. م. آهنگری، ع. عسگری، س. ا. هاشمی. بررسی اثر تغییر زاویه خیز کف شناور منشوری پروازی بر مقاومت، تریم و بالا آمدگی به روش تست مدل و فرمول‌های تجربی (رگراسیونی). پنجمین همایش ملی شناور های تندرو، 1395.##
دوره 19، شماره 3 - شماره پیاپی 73
شماره پیاپی 73، فصلنامه پاییز
آذر 1402
صفحه 33-45
  • تاریخ دریافت: 08 بهمن 1401
  • تاریخ بازنگری: 29 بهمن 1401
  • تاریخ پذیرش: 12 اسفند 1401
  • تاریخ انتشار: 01 اردیبهشت 1402